天然气管道输送自动化与自动化控制技术探析
杨小兵 王凯 杜建军
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杨小兵 王凯 杜建军,. 天然气管道输送自动化与自动化控制技术探析[J]. 天然气进展,20252. DOI:10.12721/ccn.2025.157016.
摘要: 石油和天然气的管道运输已成为重要的陆上能源运输方式之一。油气管道运输企业承担着国家能源安全和社会民生的重要责任,是国民经济可持续发展的重要保障。因此,油气管道运输企业的安全管理十分重要。近年来,能源企业发生各种事故,促使油气管道运输企业引进先进技术,实现生产经营自动化和管理方式信息化,朝着国际先进水平的目标迈进。根据油气管道运输企业的实际情况,结合油气管道安全管理和运营的特点,利用企业良好的内部网络环境和信息基础,建立安全管理信息化网络平台,实现天然气管道运输自动化和自动化控制技术,提高工作效率。
关键词: 天然气;管道输送;自动化控制
DOI:10.12721/ccn.2025.157016
基金资助:

前言

中国的油气管道已进入快速发展期,规模迅速扩大,对国民经济的影响越来越大。石油天然气管道,特别是石油天然气输送干线管道,目前具有直径更大、压力更高、跨度更大、环境更复杂多样的特点。由于易燃易爆危险介质的运输,安全生产管理是管道企业各项工作的重中之重。管道企业生产经营场所分散,管道经过地区的自然环境和社会环境存在显著差异。由于空间距离的限制和外部运行环境的变化,安全生产管理更多地依赖于企业安全信息收集和处理的及时性和质量。安全信息是开展安全活动和进行安全管理所依赖的基本资源。安全信息的获取、管理和使用直接决定了安全管理的效率和科学性。如果利用信息技术建立适合管道企业特点的安全生产管理信息系统,提高安全信息收集和处理的及时性和质量,将有效提高安全生产管理水平。

1天然气管道自动化控制技术现状分析

1.1国内技术研究发展现状分析

作为国际上工业和技术发展起步较晚的国家之一,我国天然气管道自动化控制技术远远落后于国际平均水平。目前,我国天然气管道自动化控制应用广泛、水平较高的技术是天然气管道动态仿真技术。该技术主要用于西气东输管道工程,在很大程度上解决了由于管道输送计算数据与实际理论存在偏差而导致天然气质量下降的问题。该技术主要模拟天然气管道内部的工艺、设备等,使天然气管道在正式使用前可以进行检查,从而确保天然气和运输管道的质量。

1.2国外技术研究发展现状

由于国外发达国家天然气勘探开发起步较早,长输天然气管道的建设技术也比较先进。目前,国外发达国家已逐步形成了一套先进的天然气管道自动控制和优化运行的管理理论和方法。随着网络信息技术的飞速发展,也极大地促进了天然气运输自动化控制技术的应用和发展。近年来,在天然气集输领域,采用了先进的管道输送自动化控制技术,提高了天然气利用效率。通过采用天然气管道运输自动化技术,将自动化控制技术与天然气管道、管网和用户相结合,为管道运行提供更及时、准确的信息和数据处理,确保系统运行更安全、更灵活,为用户提供更全面的服务。

2天然气管道自动化相关控制技术

2.1天然气管道的自动化检验

并非所有的天然气管道都可以使用。首先,天然气的形成过程相对复杂。因此,一旦开采出天然气,就有必要对天然气进行风险评估,选择合适的输送管道,并确定天然气的失效评估。这是天然气风险评估发展中的一项相对较新的管理技术,是对天然气价值的估计。天然气的失效不仅指天然气无法散热,还包括存在危险气体或无法用于加热的气体。一旦投入使用天然气,就会非常危险。因此,提前确定气体的失效程度起着重要的安全作用。失效程度的确定不仅对失效效率的计算有重要的参考价值,而且间接地对失效后结果的承载有一定的影响。如果提前进行故障评估,则故障评估后的后果将大大减少。

2.2天然气管道运行SCADA系统的应用

天然气管道输送系统采用SCADA系统进行控制和管理,达到天然气生产和输送自动调度的效果。同时,实时采集天然气管道运行参数,分析调节,电子检测,降低员工劳动强度,提高自动化管理水平。应用智能计算机软件对长输天然气管道的运行状态进行分析和处理,并通过中央控制计算机进行远程控制,实现天然气运输的自动化控制和管理。通过应用自动化控制系统,实时采集生产运行参数。如果发现任何异常情况,将出现报警信息。通过及时调整和处理,可以避免安全事故,解决天然气管道运输中的安全问题。合理设计和安装天然气输送管道,并通过精心设计和合理布局,确保自动控制系统能够控制和管理输送管道系统。实现自动化管理,包括长距离管道检测和风险调查。利用电子检查系统增加单位时间的检查次数。与以前的手动检查相比,这节省了大量时间,并增加了检查次数。它可以及时识别天然气管道中的安全隐患,并采取必要的技术措施及时处理,防止发生更严重的安全生产事故,给管道运输造成严重的经济损失。优化输送管道的设计可以满足天然气管道沿线不同用户的需求。管道输气是一种经济高效、安全性高的输送方式。对天然气输送管道进行必要的维护和保养,以提高输送效率。避免因腐蚀等因素造成天然气泄漏的现象,有可能造成泄漏。一旦天然气泄漏,自动控制系统将发出警报并指示泄漏位置。能够及时得到维修,避免过度泄漏,造成天然气损失。

3提升天然气管道输送自动化控制技术水平的建议

3.1积极应用智能化技术

为了进一步提高天然气管道运输的自动化水平,应在应用自动化控制技术的基础上,结合人工智能、红外遥感、卫星监测等多种智能技术,全面提高天然气管线运输的自动化程度,降低人工成本,降低危险发生的概率,确保天然气管道运输的安全。例如,中国石油大学开发的天然气管道动态仿真系统在中国天然气管道运输路线规划中发挥了重要作用。该系统主要结合动态仿真技术、数据采集技术和监控技术,实现对天然气输送管道的实时监控。它不仅实现了天然气管道运输的自动化管理,还能及时发现和处理异常情况;此外,针对天然气管道铺设难的问题,在实现天然气管道运输自动化管理的基础上,采用GPS定位技术实现精确铺设,可以有效减少铺设误差,降低工程事故发生的可能性。

3.2加强天然气运输过程中的风险控制

风险控制是天然气管道运输自动化管理的重要方面之一。天然气是一种易燃易爆气体,在运输过程中具有很高的风险。此外,各地区的环境条件难以控制,导致了许多风险和隐患。因此,在天然气管道运输的自动化管理中,风险控制显得尤为重要。要完善相应的工作制度,对每个过程中潜在的风险和危害进行评估和分析,建立相应的风险控制体系,减少安全隐患的发生。例如,在天然气运输的自动化管理中,需要整合管道坐标信息、设计运行参数、故障记录等重要数据,分析事故原因及其影响,以及对周围环境的影响。在此基础上,应建立相应的应急机制,并根据各厂站的实际情况制定合理的应急预案,以确保最快、最广泛地减少损失,避免事故再次发生。

4结束语

自动化控制技术的应用是提高天然气管道安全输送能力的重要保障。在天然气管道的实际建设中,应正确理解自动化控制技术的基本内涵和形式,并根据实际情况选择相应的技术内容,如SCADA系统,以确保系统各部分功能的充分发挥,提高自动化管理水平。同时,为了确保自动化控制技术优势的充分利用,需要加强智能软件的应用,优化管道结构和输送干线,提高天然气管道的输送能力。

参考文献:

[1]刘凯.天然气管道输送自动化与控制技术研究[J].化工设计通讯,2022.171-173

[2]万宇彪.长输天然气管道自动化现状及发展技术研究[J].石化技术,2022.70-72